有牛快跑，樂高玩具一樣的坦克殺手AGM-65小牛導彈

1990年8月伊拉克武裝入侵科威特 薩達姆最精銳的共和國衛隊 在一天之內就佔領了科威特全境 令世界震驚 隨之而來的是第二年初的沙漠風暴行動 以美國為首的聯合國部隊 用冷戰時期攢下的高科技武器 對薩達姆重拳出擊 僅用了一個多月 就把薩達姆的百萬雄獅打得滿地找牙 在這場不對稱戰爭中 美國空軍的AGM-65小牛導彈表現亮眼 面對薩達姆精銳的坦克部隊 小牛導彈的命中率一度高達90% 幾乎是每一枚小牛導彈 就能端掉一輛蘇制坦克 不過令人好奇的是 比起美國空軍的高效收割 同樣使用小牛導彈的海軍陸戰隊 表現有些丟人了 海軍陸戰隊使用AV-8戰鬥機發射的小牛 只有60%的命中率 有三分之一的導彈都打空了 這個數據被報導出來之後 許多人都感到好奇 因為這個數字太奇怪了 同樣用的都是小牛導彈 怎麼海軍陸戰隊的就射不中呢 其實吧 這事還真不能怨戰隊的馬潤們 因為他們用的AGM-65小牛導彈 和空軍用的真不是一個東西 自從炸彈發明以來 每一個使用者都做過這樣的百日夢 假如這顆炸彈能夠自動的 跑到敵人的屁股下面 那該多好啊 雖然彈道學的發展 已經讓火炮可以相對精準的命中固定盤 但當第一次世界大戰開打 各國把炸彈搬上飛機 人們才意識到 運動是相對的 目標現在不動了 但飛機的速度可是一點不慢呀 即使是不考慮空氣阻力 記憶再精湛的飛行員 也不可能在投彈的那幾秒鐘 在腦海中解出一個 關於炸彈落點的二次方程 更何況現實世界是有空氣阻力的 空氣阻力 大氣密度 還有風向等氣候因素的影響 讓炸彈的落點計算變得更加複雜 現在飛行員要計算的 可就不只是一個小學生 都會的二元方程 而是一組複雜的微分方程 那麼在計算機 還不是那麼發達的二十世紀 就沒有能夠讓爆炸物 準確命中目標的辦法了嗎 答案當然是有的 那就是神風突擊 當然了 讓人坐在導彈上裝下目標 是一個非常愚蠢的行為 但是如果只是讓飛行員 以導彈的視角去操縱它 不斷修正導彈的飛行路線 就變成了一個天才的想法了 而這也就是AGM-65 小牛導彈的基本原理 AGM-65小牛是美國研發的 第一款具有射後不管功能的 空對地導彈 請記住這個射後不管 因為它是小牛上最大的特色 自從1972年 越南戰爭中亮相以來 AGM-65已經服役了超過50年 出口到了30多個國家和地區 至今仍是美軍的 主力空射反坦克武器 它的主要用途 就是用來攻擊坦克和艦艇 50年間 小牛導彈已經逐漸演化成了 一個龐大的導彈家族 而它一直沒有被淘汰的祕密 就在於它的導引頭 在幾十年間一直在進化 AGM-65是一種模塊化的導彈 就像是樂高玩具一樣 它的三個主要部件 戰鬥部引導頭和推進火箭 是可以任意組合的 我們先從最簡單的戰鬥部開始說起 AGM-65有兩種戰鬥部 一種是反裝甲聚能裝藥彈頭 這種彈頭的工作原理 和經典的RPG相同 都是利用高速的金屬射流 穿透敵人的裝甲 以達到殺傷效果 另一種則是帶有岩石隱形的 重型穿甲彈頭 它的工作原理是 先利用動能穿透目標 讓彈頭在目標內部爆炸 用來對付輕裝甲的單位十分有效 小牛最初的版本是AGM-65A 這是它第一個大規模生產的版本 它的引導頭使用的是光電制導方式 其本質就是在導彈上面 裝了一個攝像頭 這個攝像頭是用來引導導彈攻擊的 所以我們管它叫引導頭 飛行員打開引導頭後 導彈頭部的防護罩就會自動移除 視頻電路接通 引導頭的視頻信號 就會傳輸到飛機座艙的電視螢幕上 這個時候飛行員就可以使用搖桿 將屏幕中的十字準線對準並鎖定目標 接下來只要按下發射按鈕 導彈就會從機翼下方飛出 自動追蹤打擊這個鎖定的目標 小牛的A型和B型結構類似 使用的都是這種光電引導頭 只不過B型的引導頭上增加了縮放功能 讓飛行員能夠更準確地鎖定遠處細小的目標 A型和B型也是生產數量較多的型號 僅空軍就購買了25,000多枚 小牛A型和B型的這種工作方式 聽上去就像是在玩電子遊戲 非常的先進對吧 但這種光電引導頭 並不是橫空出世的外星人科技 早在二戰時期 德國人就曾考慮過把類似的引導頭 安裝在亨舍爾HS293上 用來打擊猛軍艦艇 而美國在同一時期 也在研製電視引導的GB系列花形炸彈 作為現代空射導彈的鼻祖 這些炸彈的研發都不是很順利 其關鍵問題顯而易見 那就是當時的成像技術還不夠發達 在數字化的成像元件沒有發明之前 捕捉動態影像靠的是脆弱的攝像機管 它的功能和現代手機背面的攝像頭完全一樣 都是將光信號轉化為電信號 只不過它的核心成像元件 不是半導體芯片也不是膠片 而是音級攝像管 引導頭上的鏡頭將圖像聚焦在成像屏面上 在攝像機管的尾部是一個音級攝像管 在高電壓下它發射的電子通過偏轉磁場 不斷地來回掃描光屏 利用光電效應 音級攝像管將圖像每一行區域的光強度 轉變為連續變化的電壓信號 圖像上的某一點月亮 攝像管就會產生越高的電壓 看到這裡有些觀眾可能會發現 如果把這個過程反過來 就是20年前家中常見的CRT顯示器的工作原理 事實也正是如此 最早的模擬電視直播 使用的就是這種攝像機管 因為模擬信號可以很方便的通過無線電波傳遞出去 在小牛導彈出現之前 也存在著類似的電視制導 原理和廣播電視一樣 只不過飛行員要根據導彈傳回的圖像 手動操作搖桿 發出無線電信號 來控制導彈上的可動翼面 不斷地修正導彈方向 直到導彈撞向目標 但是看到這裡大家就會發現 電視製造導彈的飛行過程中 是需要人不斷去瞄準的 專業術語叫人在迴路 而這也是小牛的前任 AGM-12獨牛拳導彈最大的問題 飛行員只要手一抖 導彈就會偏離目標 而小牛則是一種射後不管的導彈 這意味著飛行員只要鎖定目標 按下發射按鈕 其餘的事情交給小牛導彈考慮就好 這種不需要飛行員參與引導的空地導彈 讓戰機可以在敵人防空範圍以外發射導彈 打擊敵人防區內的目標 大大增加了飛行員的安全性 可謂是劃時代的發明 那麼小牛上的射後不管是如何實現的呢 接下來讓我們回到小牛導彈的制導原理 其實小牛導彈的自動制導 只是在剛才電視制導的基礎上 增加了一些自動化元件 其中最核心的就是對比度搜索器 這是一種簡單而精巧的設備 而且只需要模擬電路就可以實現 前面我們說到小牛導彈使用攝像機管 將光學圖像轉化為連續不斷的電信號 這些電信號會首先進入自動增益控制電路 將圖像的亮度限制在某個區域內 實際上就是對視頻的曝光進行自動控制 不至於讓飛行員看到全白或全黑 在圖像調整到合適的亮度以後 要尋找目標就很容易了 飛行員只要從黑白圖像底 找到對比強烈從背景中脫穎而出的物體 就可以用搖桿鎖定它了 到了這個時候 對比度搜索器就派上了用場 我們知道模擬電視的電信號 實際上就是視頻信號 電信號在某個時刻的電壓高低 代表了圖像的亮度 那麼圖像上對比度最強烈的點 就一定是電壓變化速度最快的那個位置 因此小牛的引導頭裡包含一個檢測電路 當駕駛員按下鎖定鍵以後 他就會用兩個電容 記錄電壓變化最大的點 這樣就完成了目標鎖定 一旦選擇了合適的目標圖像 導引頭就會進入跟蹤模式 在此模式下 攝像管其他位置的輸出信號就不重要了 現在導彈的引導頭 將會專注於掃描標記位置 在這些位置電路會正常觸發 將輸出發送到第二組電容器 通過比較兩組電容器中的電壓 最初選定的位置和當前位置之間的位置差異 將作為誤差信號輸出 該信號被發送到引導頭的陀螺儀上 命令相機轉動 讓它牢牢地對準目標位置 這道系統會將相機的角度 與導彈主體的角度進行比較 並發送指令調節控制面的角度 使飛行的導彈維持航向 一直對準目標 而且小牛導彈並不是隻能打擊固定目標 它還可以用比例引導系統 自動計算提前量 跟蹤打擊移動的目標 這種邊飛邊自動修正的模式 給AGM-65導彈帶來了極高的精度 作為一種空射反坦克武器 AGM-65的命中率高達90% 不要說打固定版 就算是高速行駛的裝甲車也都不在話下 但是早期型號的小牛也存在一些問題 那就是光學引導方式 會自然地被複雜地形和偽裝物所迷惑 甚至雨雪天氣和濃霧 都會極大的影響光電引導頭的準確度 比如一輛在道路上狂奔的蘇聯坦克 它相對於背景十分顯眼 擁有非常高的對比度 小牛上的引導頭 可以輕鬆地鎖定並追蹤這個目標 但是如果狡猾的郭蓋頭車長 發現了遠方飛來的攻擊機 司機一腳油門駛離道路 鑽到灌木叢或者是樹林中 小牛就會發出疑問 啊 我那麼大個坦克去哪了 想要再鎖定它自然也是不可能的事了 不僅如此 強光 雨雪風沙 乃至薄霧天氣 都會大大增加小牛鎖定的難度 讓導彈精度大大折扣 這個問題的解決方案是AGM-65D 它使用的戰鬥部和AB型相同 仍然是WDU-20B反裝甲聚能彈藥 只不過換成了紅外成像的引導頭 紅外成像有幾個優點 第一 紅外光的波長比較長 具有更好的穿透性 尤其是大氣和霧霾等因素 對它的影響較小 第二 紅外光成像往往具有良好的對比度 尤其是樹葉和草等 具有強烈的反射紅外光的特性 在紅外射向的鏡頭下會變成一片雪白 而在東歐大平原上 一片雪白之中 黑漆漆的蘇聯坦克是絕對不可能逃得掉的 第三 坦克等車輛的引擎在工作的時候 會自然地向外釋放熱量 其中恆大一部分 是以紅外線的形式向外輻射的 而這部分紅外線 會讓坦克像是黑夜裡的太陽一樣顯眼 當然了 紅外引導頭也不是沒有缺陷 20世紀70年代的時候 這種紅外視頻管才剛剛誕生不久 成本自然居高不下 因此當時的美軍飛機 必須攜帶有兩種類型的小牛導彈 一種是用於攻擊車輛的紅外導彈 另一種則是用於攻擊橋樑等其他目標的 可見光導引頭導彈 然而不論是紅外引導還是可見光引導 都存在另一個微妙的問題 那就是對比度引導系統 會在接近目標時失去準確性 這是另一個 道理我都懂 但是鴿子為什麼這麼大的例子 隨著導彈離目標越來越近 導引頭裡的圖像也會越來越大 當導彈從10公里外發射的時候 屏幕上可能只有一個亮點 但當導彈離目標只有1公里的時候 目標可能會變成屏幕中的一大塊亮斑 此時導彈無法確定 該向哪個方向調節一面 跟蹤範圍內的任何區域 現在都會返回正信號 這就會導致導引頭在該區域內來回跟蹤 表現在導彈上就是抖動和脫鎖 因此早期的對比度導引頭 使用了第二個系統 這個系統會檢測目標點的擴散 當超過一定的範圍後 就會鎖定導彈的控制面 以固定角度完成末端飛行 而這也就意味著精度問題 如果敵方坦克在最後一刻開始移動 或者導彈在鎖定角度的時候 仍然有跟蹤誤差 就會導致小牛導彈一頭栽進泥地裡 而不是在敵人的坦克上爆炸 1978年 羅克維爾接到59大樓的合同 為美國空軍開發了多種新型導彈 其中就包括了AGM-65C C型小牛採用了 和ABD型完全不同的引導頭 它沒有使用圖像制導 而是採用了極光制導 其原理類似於德州一期開發的 保時捷系列激光制導炸彈 AGM-65C上使用的 是一種半自動的激光制導系統 它需要先用激光束照射目標 小牛翼形上的激光導引頭 檢測到目標身上特定波長的激光 就會直奔激光指示的目標而去 不過作為一種導彈 它的成本比保時捷炸彈要高得多 因此空軍不願採購C型小牛 轉而把這些小牛換了個名字 以AGM-65E的名義 交給了美國海軍陸戰隊服役 這也就是開頭提到的 海灣戰爭中 海軍陸戰隊的小牛命中率不足的原因 陸戰隊的AGM-65E 不是一個完全的射後不管武器 它還需要人用激光為導引頭指示目標 C型小牛還有一個特點 就是引入了WDU-24B高爆穿甲戰鬥部 它的裝要比AB型小牛 整整翻了一倍還要多 更適合攻擊碉堡和防禦攻勢等目標 1989年 AGM-65F首次從P-3C反潛機上發射 這是一種反艦優化的小牛變體 FG型小牛是AGM-65D和AGM-65E的結合體 它使用了AGM-65E上的高爆彈頭 以及AGM-65D上的紅外成像引導頭 這款混合型小牛由美國海軍認購 並且針對海上打擊進行了優化 反艦型小牛引入了特殊的圖像識別系統 專門攻擊艦艇的水線 讓船隻進水沉沒 圖像進入90年代 影像方面的技術也在不斷地更新換代 H型以後的小牛 將老舊的攝像機管 換成了實心的CCD傳感器 不過看過前面對小牛引導頭工作方式的介紹 大家就會知道 攝像管的模擬電路和CCD使用的數字電路 可以說是兩個完全不同的東西 因此H型以後的小牛導彈 要換的可不只是引導頭 連著飛機的航電系統也要一起換 才能和全新的數字化小牛導彈適配 小牛導彈在70年代初的首次亮相 是在越南戰場上的後衛二作戰 美國空軍一共發射了99枚小牛導彈 作為一種新式武器 它的命中率達到了驚人的88% 飛行員十分喜歡這種射後不管的武器 這次行動還有一個小插曲 有飛行員在第一次使用小牛的時候 擊中了一輛高速行駛中的北越卡車 換來的卻是指揮官的訓斥 因為一枚小牛導彈的價格高達25,000美元 而一輛破卡車頂多500美元 連小牛的零頭都沒有 在1991年的沙漠風暴行動中 美國空軍的F-16和A-10 以及海軍陸戰隊的AV-8 一共發射了5000多枚AGM-65導彈 在摧毀薩達姆龐大的坦克群運上 扳回了重要作用 而在伊拉克和阿富汗衝突中 你也能看到掛載小牛導彈 衝鋒在前的美國軍機的身影